JPH064090B2 - 常温流れの高い材料で製造した移植可能なカテーテル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、医学的に許容される合成材料、特に常温流れ
（コールドフロー）の高い、弾性の可塑的に変形可能な
ポリマーで製造した移植可能なカテーテルに関する。

米国特許第4211741号では、ポリウレタン層（内層）が
非移動性の(non-migrating)医療用−外科用(medical-su
rgical)内表面を形成し、ポリビニル層が安価な外表面
を形成する共押出した医療用−外科用チューブについて
開示している。２層の相対厚さは、所望の特性（例え
ば、硬度、柔軟性、継手適合性等）をもたらすように選
択される。

旧西独特許公開第2902434号では、血管移植材料の変形
及び組織取り込み、特に臍の緒の製造法について開示し
ている。変形するためには、臍の緒をまず脱水し、次い
でアルデヒドで処理する。移植材料を取り込み易くする
ために、表面を機械的に粗くする。

旧西独特許公開第3239318号は、優れた血液適合性を有
し且つ脂肪族有機ジイソシアネート、高分子量ポリエー
テルポリオール及び鎖長伸長剤としての1,4−ブタンジ
オールの反応生成物である、成形可能なポリウレタンエ
ラストマーに関する。高分子量ポリオール１当量当たり
ジイソシアネートを２当量使用すると、ショアーＡ硬度
が70であるエラストマー材料が得られる。このポリウレ
タンは、カテーテルに使用し得る。

ペレタン(Pellethane)2363に関する1984年１月のDSGRep
ort NO.17(The Donalds Cilmore Laboratories)には、F
DA要求事項に従うポリエーテル／ポリウレタン樹脂の医
学的用途に関して記載されている。使用された出発物質
は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、1,4−ブ
タンジオール及びジフェニルメタンジイソシアネートで
ある。ポリウレタンは、BaSO₄などの顔料を添加するこ
とにより放射線不透過性にすることができる。生物学的
許容性にも拘わらず、文献では長期間のデータがないた
め移植材料としての使用は薦められないとしている。

公知の生物学的に許容される物質の課題は、寸法安定性
を有する。弾性の熱可塑性ポリマーを連続的に製造する
ことであった。

医学的に許容された合成材料で製造した公知の移植可能
なカテーテルの１つの欠点は、移植された状態でその長
さが殆ど一定であることである。患者の体の大きさが
（例えば、成長などによって）変化するとき、カテーテ
ルは成長しないので、移植したチューブ系またはカテー
テルが損傷を受け、また体の機能を保持するのに必須な
移植した内腔連結が破壊されてしまう。このように、例
えば頭蓋領域に於ける脳脊髄液の循環に障害のある新生
児または乳児の場合、カテーテルにより脳室腔系から過
剰の液体を、例えば腹膜腔内に排出することが必要であ
る。この種の障害は現在のところカテーテルを移植する
ことによる以外には治すことができないので、年を経る
に従って体が成長すると、移植したカテーテルは短くな
りすぎて、液を各々体の特定の領域に排出したり供給し
たりすることが損なわれたり、遮断されたりしてしま
う。短すぎるカテーテルの取り替えは殆どの場合良い時
期に実施できないので、体内の人工内腔連結部の欠陥
は、患者の健康に重大な影響を及ぼすこともある。

本発明の目的は、移植された状態でその長さが体の成長
に合わせて伸び、カテーテルにより体内につくった内腔
連結が永久にその機能を保持すうようなカテーテルを製
造することである。

この目的は、押出カテーテルチューブが１種類のポリマ
ーまたはポリマー混合物の３層からなること、荷重40g/
0.2mm²下、34℃〜40℃での63日間に於けるその常温流れ
が縦軸方向に初期長さの少なくとも50％の増加をもたら
すこと、中間層が放射線不透過材料を含むこと、及びカ
テーテルチューブの滑らかな外表面は一端と他端からあ
る距離だけ離れたところを長さ約５mmにわたって少し粗
くしたものであることを特徴とする、医学的に許容され
る、弾性の、可塑的に変形可能な合成材料で作られた、
互いに結合され且つ同軸配置された共押出層を有する、
移植可能な押出カテーテルにより達成される。

所謂常温流れ（コールドフロー）は、ポリマーのガラス
転移点以下の温度で、圧力または引張荷重下に於けるポ
リマー材料の流れとして理解されている。常温流れは、
しばしばポリマー材料の望ましくない特性として専門家
には考えられてきた。ただし、比較的柔らかいポリマー
の場合には、モノマー、特定の重合条件及び適当な場合
には架橋を好適に選択することにより、この特性を減少
し得るが完全には制御し得ない。常温流れは、室温領域
でのポリマーの可塑的な、不可逆的変形能の尺度であ
る。ショアー硬度及び弾性率は、ポリマーの弾性挙動の
尺度であって、ガラス転移点以下の不可逆的可塑性変形
能に関しては結論づけることはできない。

意外にも、常温流れ、即ち欠点として今日まで殆どの専
門家により認識されてきたポリマーのこの特性は、移植
可能なカテーテル用として、常温流れの優れた、医学的
に許容される弾性の、可塑的に変形可能なポリマーを選
択する場合には、本発明の目的を達成するために使用す
ることが知見された。カテーテルチューブの縦方向に、
ポリマー材料の断面積0.2mm²当たり40ｇの永久荷重（引
張荷重）をかけた場合に、所謂常温流れにより、カテー
テルチューブを全く損傷することなく63日間で当初の長
さの少なくとも50％まで増加しなければならない。本発
明のカテーテルが所望の部位に取り込まれるためには、
移植後に線維芽細胞の付着を促進するために、押出によ
り滑らかに製造されたカテーテルチューブの外表面を少
し粗くすると好都合であることが判明した。これによ
り、組織内にカテーテルが取り込まれ、取り込まれた部
位にカテーテルが固定される。患者の体の大きさが変化
すると、カテーテルチューブの固定点間の間の距離も変
化して、その結果カテーテルに引張応力がかかる。ポリ
マーの優れた常温流れの結果、引張応力はカテーテルが
長くなるにつれて減少する。この常温流れにより、体内
の固定点の間に移植されたカテーテルチューブの長さが
適切に増加することができる。

本発明のカテーテルには、加水分解されず、発酵／酵素
によっても劣化しない、比較的柔軟で、可塑的に変形可
能なポリマーが適している。好適な、医学的に許容され
るポリマーとしては、熱可塑性樹脂、例えば、脂肪族ポ
リエーテルウレタン、ポリアミド、低密度ポリエチレン
（LDPE）、ポリプロピレン及びこれらの混合物が挙げら
れる。

十分に耐加水分解性のポリマーは、ホモポリマーであっ
てもコポリマーであってもよい。ポリアルキレングリコ
ールエーテルと適切な有機脂肪族ジイソシアネート（例
えば、ジフェニルメタン-4,4-ジイソシアネートなど）
からの、場合により1,4−ブタンジオールで緩く架橋し
ていてもよい脂肪族ポリエーテルウレタンが好ましい。
十分に柔軟で、可塑的に変形可能なポリウレタンを得る
ためには、ジオールとポリイソシアネートとの間の反応
に於いて、ジオール１当量に対し２当量以上のポリイソ
シアネートを使用することが不可欠である。ポリイソシ
アネート：ジオールの当量比の値が、＞２〜６であるの
が好ましい。

非常に好ましいポリアルキレングリコールは、式： HO(CH₂CH₂CH₂CH₂O)_nH ［式中、ｎは２以上の整数である］のポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールである。しかしながら、他のポリ
エーテルアルコールも、常温流れの優れた緩く架橋した
ポリウレタンを製造するために、ジイソシアネートとの
反応に使用することができる。良好な耐加水分解性と所
望の可塑的変形能並びに必要な常温流れを示す、直鎖
の、弾性ポリウレタンを得るための、1,4−ブタンジオ
ール及び他のジオールと、適切な脂肪族ジイソシアネー
トとの反応は、当業者にとっては全く問題がない。ポリ
イミドに関しては、結晶化度の低い種類が、本発明のカ
テーテルに特に好ましい。

本発明のカテーテルの移植及び正確な位置決めを容易に
するために、カテーテルチューブを押出す前にポリマー
には放射線不透過材料が加えられる。好適な放射線不透
過材料としては、例えば、BaSO₄、ビスマス化合物、タ
ングステン若しくはタングステン化合物、粉末タンタル
または非常に細かく分散した貴金属が挙げられる。顔料
の比率は、フィラーと共に提供されたポリマーの全重量
に対し１重量％〜20重量％であり得る。押出を容易にす
るため且つ長期間安定させるために、助剤（例えば、安
定剤など）及び他の医学的に許容される助剤を加工中に
ポリマーに添加してもよい。

移植後の放射線不透過材料と組織との間の相互作用を防
ぐために、放射線不透過にしたポリマーは、同一のまた
は放射線不透過顔料を含まない、相溶性の、可塑的に変
形可能なポリマーの保護層をもつカテーテルチューブの
外層及び内層の間に配置されている。保護層の同軸配置
は、好適なチューブダイを介して共押出により特に簡単
に製造し得る。顔料を含む中間層よりも外層または保護
層をより薄く設計することが好ましい。カテーテルチュ
ーブの多層設計には、破れる危険性を減少させるという
追加の長所がある。ポリマーが可塑的変形能をもつにも
拘わらず残存しているポリマーの残留エラストマー性に
より、破壊せずに曲げ直径５mmで、カテーテルチューブ
を自由に360°曲げることができる。

カテーテルは、単一内腔カテーテルとしてもまた幾つか
の内腔を有するカテーテルとしても設計し得る。単一内
腔カテーテルの場合には、カテーテルチューブの内腔は
0.8mm〜1.8mm、壁の厚さは0.1mm〜0.5mm、好ましくは0.
3mmまでであるのが好ましい。

本発明は、押出ダイを製造するためのテフロンコートし
た金属、ハステロイ（登録商標）でできた好適なダイを
介して、150℃〜170℃の温度で、ポリマー混合物を共押
出しすることによる、医学的に許容される合成材料でで
きたカテーテルを製造する方法も含む。線維芽細胞がい
っかり付着するのは望ましくないのでこれを防ぐように
特に滑らかな外部表面のカテーテルチューブを得るため
に、押出物を層方向に流れる冷水で冷却するのが好まし
い。押出したチューブを乾燥後、これを所望の長さのカ
テーテルに分割し、次いで外表面の所望の領域を粗くす
ることができる。表面は、押出により形成した滑らかな
表面スキン層を少し損傷することにより、カテーテルの
一端と、他端からある距離だけ離れたところとを長さ約
５mmにわたって少し粗くするのが好ましい。

外層に泡を形成するために、押出時に、外層用ポリマー
を完全に脱ガスしないか、またはこれに不活性ガスを充
填することも可能である。これらの泡は、カテーテルを
曲げる際に破れ、粗い表面を形成する。この種の不完全
さを押出時に約40cm間隔で製造すると、カテーテルの長
さは、所望の領域で粗くなっているところで切断され得
る。移植後、本発明のカテーテルを固定させるために、
カテーテルの一端を粗くし且つその反対の端部または好
ましくはもう一端から特定の距離のところを粗くする。

本発明のカテーテルは、体内で人工的な内腔連結部を作
製するために使用され得る。

本発明のカテーテルは、子供及び大人の各々の原因（例
えば、頭蓋内出血、感染、腫瘍疾病、頭蓋内の空隙の必
要性、大脳血管の障害、大脳の導水管の狭窄症及び奇
形）による閉塞性水頭症の治療及び内部の連結や外部の
連結処置に於いて特に好適である。さらに本カテーテル
は、腹膜腔内、血管系内または右心臓若しくは右心房に
排出することにより、液体が慢性的に頭蓋内並びに脊髄
内及び延髄内の蓄積することの治療用に使用することが
できる。

実施例 圧力−または流れ−制御バルブを使用する脳室−腹膜シ
ャントの作成 頭蓋の冠状縫合のすぐ上の正中線に沿って右または左の
皮膚を切開した（約２cm）。 冠状縫合のすぐ前に、0.
5〜1.5cmの大きさの穴を頭蓋内蓋に開け、脳硬膜を露出
させた。点状に凝集し脳硬膜に穴を開けた後、盲端と鈍
端を備えた長さ3.5〜7cmの、任意の大きさの横穴を２〜
20個有する、『腹膜−心房カテーテル』と同一素材のカ
テーテルを脳硬膜を開口部を介し前頭を通って右または
左の側脳室へ進め、脳から離れた端を所与のバルブ（PS
-Medical製）にしっかり接続した。腹の２本の直筋の１
本の上部で臍上の皮膚を切開後、外部筋肉筋膜を切開
し、腹筋膜及び腹膜に穴を開けることにより最終的にト
ロカールを腹膜腔に突き刺して挿入した。断面が少なく
とも３mmの中空−針−型のトロカールを使用して、弾性
ポリマー（Dow Corning製のシリコーンエラストマー）
でできた長さ90cmまでの本発明のカテーテルの一端を最
大長20cmまで腹膜腔に進めた。次いで槍−型の器具を使
用して、固定していないバルブ支持器まで耳介後方での
補助的な切開を介して皮下脂肪組織中に通路を形成す
る。次いで、カテーテルの皮下連結装置が部分的に腹膜
腔内に下がるように縫合する。固定していない頭側のカ
テーテル端を固定していないバルブ支持器に離れないよ
うに接続した。機能するかどうか確かめた後、皮膚の切
り口を滅菌縫合した。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出カテーテルチューブが、１種類のポリ
   マーまたはポリマー混合物の３層からなること、負荷荷
   重40g/0.2mm²下、34℃〜40℃での63日間に於けるその常
   温流れが縦軸方向に初期長さの少なくとも50％の増加を
   もたらすこと、中間層の放射線不透過顔料を含むこと、
   及びカテーテルチューブの滑らかな外部表面は一端と、
   他端からある距離だけ離れたところとを各々長さ約５mm
   にわたって少し粗くしたものであることを特徴とする、
   医学的に許容される、弾性の、可塑的に変形可能な合成
   材料でできた、共押出層を有し、互いに結合され且つ同
   軸配置された共押出層を有する、移植可能なカテーテ
   ル。
2. 【請求項２】カテーテルチューブの外層が、顔料を含む
   中間層よりも薄く設計されていることを特徴とする請求
   項１に記載のカテーテル。
3. 【請求項３】ポリマーが、脂肪族ポリウレタン、ポリア
   ミド、低密度ポリエチレン（LDPE）、ポリプロピレンま
   たはこれらのポリマーの混合物であることを特徴とする
   請求項１または２に記載のカテーテル。
4. 【請求項４】弾性の、脂肪族ポリエーテルウレタンが、
   ポリアルキレングリコールエーテル、好適には、1,4−
   ブタンジオールとジフェニルメタン-4,4-ジイソシアネ
   ートとから形成されることを特徴とする請求項３に記載
   のカテーテル。
5. 【請求項５】カテーテルチューブの内径が0.8mm〜1.8m
   m、壁の厚さが0.1mm〜0.5mmである１つの内腔を有する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   カテーテル。
6. 【請求項６】カテーテルチューブが、幾つかの平行な内
   腔を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   項に記載のカテーテル。
7. 【請求項７】テフロン−コートした金属でできた、場合
   により幾つかの内腔を形成するために追加の開口部を有
   する多層チューブダイを介して、ポリマーを温度150℃
   〜170℃で共押出し、押出物を層方向に流れる冷水で冷
   却し、押出物のチューブを乾燥し、所望の長さのカテー
   テルチューブに分割し、次いで押出により形成した滑ら
   かな表面スキン層を少し損傷することにより、一端と他
   端からある距離だけ離れたところとを長さ５mmにわたっ
   て外部表面を少し粗くすることによる請求項１〜７のい
   ずれか１項に記載のカテーテルの製造法。